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Dawne brązy

Brązy – stopy miedzi z innymi metalami i ewentualnie innymi pierwiastkami, w którym zawartość miedzi zawiera się w granicach 80-90% wagowych. Składy brązów specyfikuje Polska Norma PN-xx/H-87050.

Brąz w starożytności

Nazwa brąz wywodzi się od łacińskiego słowa aes brundusinum tzn. kruszec brindyzyjski, ponieważ to właśnie Brundisium (współcześnie Brindisi) wyspecjalizowało się w obróbce tego stopu. W starożytności brąz był stopem miedzi w stosunku 90% miedzi do 10% cyny. Proporcje były zależne od przeznaczenia stopu. Wyżej wymieniony stop używano do wytwarzania przedmiotów codziennego użytku, stop w stosunku 86 % miedzi do 14% cyny był używany do wytwarzania ozdób. starożytni Egipcjanie wytwarzali brąz w stosunku 91% miedzi do 9% cyny. Główne złoża miedzi występowały w zachodniej Anatolii, na terenach Kaukaskich, na Cyprze i Krecie, na Płw. Iberyjskim i Bałkańskim, na Wyspach Brytyjskich, w Alpach. Cyna występowała w zachodniej Anatolii, w Banacie, nad Soławą, na Kaukaziu i Wyspach Brytyjskich. Na terenie Europy miedź eksploatowano ze złóż dostępnych na powierzchni lub prymitywnymi metodami górniczymi. By wydobyć miedź drążono lej w podłożu skalistym. Wyjątkiem są stokowe wychodnie żył, gdzie w głąb stoku drążono skośne lub poziome sztolnie. Po wydobyciu ruda była poddawana wstępnej obróbce na miejscu (sortowanie, wstępne oczyszczanie, rozcieranie na małe kawałki). Bezwartościowych domieszek pozbywano się płucząc rozdrobnioną rudę w drewnianych nieckach. Następnie rudę prażono i wytapiano w dymarkach. Cynę uzyskiwano najczęściej z aluwialnych rozsypisk. Kolejne etapy produkcji - wytwarzanie przedmiotów brązowych - odbywały się poza miejscem wydobycia. Przedmioty z brązu odlewano wlewając stop do form kamiennych, a także stosowano technikę na wosk tracony; znano także obróbkę plastyczną w postaci kucia, wyciągania, trybowania i cyzelowania.

Pełen proces wytwarzania przedmiotów z brązu był domeną specjalistów. Umiejętności starożytnych metalurgów oraz ekonomiczne i symboliczne znaczenie ich wytworów nadawały im szczególny status, co wyraża się występowaniem na cmentarzyskach pochówków wyposażonych w zestawy narzędzi odlewniczych.

Brąz współcześnie

Brązy posiadają dobre własności wytrzymałościowe, są łatwo obrabialne. Brązy wysokostopowe poddają się także hartowaniu. Posiadają dobre właściwości przeciwcierne, odporne są na wysoką temperaturę i korozję. Zastosowanie brązów jest ograniczone ze względu na ich wysoką cenę.

Brązy dzieli się na brązy do obróbki plastycznej, dostarczane w formie wyrobów hutniczych – blach, pasów, taśm, prętów, drutów i rur oraz brązy odlewnicze dostarczane w postaci sztab lub kęsów.

Własności fizyczne::
Gęstość: 8,3-8,8 (g/cm³)
Temperatura topnienia: 860-1060 (^οC)
Współczynnik rozszerzalności liniowej w zakresie 20-100 (^οC): 17-22*10^-6
Skurcz odlewniczy: 1,4-2,2 %

Pośród brązów do obróbki plastycznej wyróżnia się:

Brąz cynowy – zawierający od 1% do 9% cyny

Posiada barwę szarą, której intensywność wzrasta wraz z zawartością cyny. Mogą zawierać także inne dodatki stopowe, takie jak cynk (2,7% do 5%), ołów (1,5% do 4,5%) oraz domieszki fosforu (0,1% do 0,3%) z zanieczyszczeniami nie przekraczającymi 0,3%. Symbole brązów cynowych to B2 (CuSn2), B4 (CuSn4), B6 (CuSn6), B43 (CuSn4Zn3), B443 (CuSn4n4Pb3), B444 (CuSn4n4Pb4). Brązy cynowe używane są na elementy sprężyste, trudno ścieralne, a przy większej zawartości ołowiu na tuleje i panwie łożyskowe, monety, elementy pracujące w wodzie morskiej, armaturę.

Brąz aluminiowy – zawierający od 4% do 11% aluminium

Może zawierać także inne dodatki stopowe, takie jak żelazo (2,0% do 5,5%), mangan (1,5% do 4,5%) oraz nikiel (3,5% do 5,5%), z zanieczyszczeniami nie przekraczającymi 1,7%. Symbole brązów aluminiowych to BA5 (CuAl5), BA8 (CuAl8), BA93 (CuAl9Fe3), BA1032 (CuAl10Fe3Mn2), BA1044 (CuAl10Fe4Ni4), BA92 (CuAl9Mn4). Cechują się dobrymi własnościami wytrzymałościowymi. Brązy aluminiowe stosowane są na części do przemysłu chemicznego, elementy pracujące w wodzie morskiej, monety, styki ślizgowe, części łożysk, wały, śruby, sita.

Brąz berylowy – zawierający od 1,6% do 2,1% berylu

Może zawierać także inne dodatki stopowe, takie jak nikiel w połączeniu z kobaltem (0,2% do 0,4%) oraz tytan (0,1% do 0,25%), z zanieczyszczeniami nie przekraczającymi 0,5%. Symbole brązów berylowych to BB2 (CuBe2Ni (Co)), BB1T (CuBe1,7NiTi), BB2T (CuBe2NiTi). Brązy berylowe stosowane są na elementy sprężyste, elementy aparatury chemicznej, elementy żaroodporne, np. gniazda zaworów, narzędzia nieiskrzące.

Brąz krzemowy – BK31 (CuSi3Mn1)

zawierający 2,7% do 3,5 krzemu i 1,0% do 1,5% manganu, przy zanieczyszczeniach nie przekraczających 1,0%. Stosowany jest na siatki, elementy sprężyste, elementy w przemyśle chemicznym, elementy odporne na ścieranie, konstrukcje spawane.

Brąz manganowy – BM123 (CuMn12Ni3)

zawierający 11,5% do 13% manganu i 2,5% do 3,5% niklu przy dopuszczalnych zanieczyszczeniach do 1%. Stosowany na oporniki wysokiej jakości.

Pośród brązów odlewniczych wyróżnia się:

• brąz cynowy – B10 (CuSn10)
• brąz cynowo-fosforowy – B101 (CuSn10P)
• brąz cynowo-cynkowy – B102 (CuSn10Zn2)
• brąz cynowo-ołowiowy – B1010 (CuSn10Pb10) i B520 (CuSn5Pb20)
• brąz cynowo-cynkowo-ołowiowy B555 (CuSn5Zn5Pb5), B663 (CuSn6ZnPb3) i B476 (CuSn4Zn7Pb6).
• brąz aluminiowo-żelazowy – BA93 (CuAl9Fe3)
• brąz aluminiowo-żelazowo-manganowy – BA1032 (CuAl10Fe3Mn2)
• brąz krzemowo-cynkowo-manganowy – BK331 (CuSi3Zn3Mn).

Brązy odlewnicze stosuje się do odlewania części i elementów do zastosowań podobnych jak w przypadku brązów do obróbki plastycznej oraz do odlewania pomników.

Stopem zaliczanym czasami do brązów jest także spiż. Ponadto brązami nazywa się potocznie lub fachowo szereg innych metali i stopów metali kolorowych, nawet tych o znacznie mniejszym udziale miedzi, lub nawet jej całkowitym braku, np. pigmenty metaliczne stosowane w poligrafii.

Zobacz też: stopy metali.

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NC 旋盤での端面切削加工やポケット加工での底面切削で、中心部がどうしてもきれいに仕上がりません。というより、中心部に突起が残ったりチップが割れたり、 ワークがむしれるような感じになったりしてしまいます。私は放電加工も担当しているため、どうしても放電に逃げてしまいます。旋盤加工において、焼入れ鋼 （SKD11等）の中心部に至る端面加工は無理なのでしょうか。それとも世間では当たり前のように旋盤加工されているのでしょうか。初心者ですのでよろし くお願いいたします

NC旋盤での端面切削加工やポケット加工での底面切削で、中心部がどうしてもきれいに仕上がりません。というより、中 心部に突起が残ったりチップが割れたり、ワークがむしれるような感じになったりしてしまいます。私は放電加工も担当しているため、どうしても放電に逃げて しまいます。旋盤加工において、焼入れ鋼（SKD11等）の中心部に至る端面加工は無理なのでしょうか。それとも世間では当たり前のように旋盤加工されて いるのでしょうか。初心者ですのでよろしくお願いいたします

こんばんは。
確認していただきたいことが・・・
ＮＣ旋盤の芯は振れていませんか？
ちゃんとノーズＲの分も削れていますか？
うえの2つが大丈夫ならしょうがないですね。
ごまかしですが、突起を出さない方法はあります。
エンドミルを真っ直ぐに砥いでゆっくりと中心に仕上がり面とツライチに入れます。そうすればうまくごまかせます。ただしエンドミルの中心に刃が残るように砥がないとまたヘソが残ります。

こんばんは
質問への２度目の回答には気が引けますが・・・

材質が変わっても同じです。
材質や硬度に合ったチップ（ボロンやサーメットなど）を使います。
ホルダーも形状に応じて内径、外径、端面バイトを。
仕上げ代も０．０３とか０．５とか色々です。
硬い材料ほど仕上がりが綺麗ですね。

あれこれ削ってみて経験されたらよくわかると思います。
もうこれ以上はムリ、の削りをしてクレームが来たら研磨、フライス、放電の仕事ですね。

こんちは

端面切削での中心部の突起はバイトの芯が低いためです。
膨らんでる時は芯が高い時。
敷き板を咬ませて調整してます。
各々のバイトの高さ、使用チップ、機械によって咬ます枚数は違ってきますが、この前に加工したＳＳ材の６．３ｓの時にはチップ側の方にビール缶のアルミ箔（厚み０．１）５枚（１ｃｍ巾）を咬ませたら上手く仕上がりました。

むしれ面は回転が遅いからだと思われます。
ＳＫＤ材はわりと回転を上げなくても光ってくれるのではないでしょうか。

あまり回転を上げすぎると０．１の取り代でも飛んでしまいます。


的はずれで勘違いの回答かもしれませんが、参考にしてください

無理だと考えますし、世間で当たり前に加工されてはいません。
大変難しいもので、最終的には目視で凸や凹が見えない程度ならば良しと言う場合にのみＯＫとされる事が多いでしょう。
面粗度６．３ｓなどの指定があればとてもクリヤーは出来ません。
使用上センターに直径０、５㎜位の凹が残っても良い様な設計をして下さると良いですがネ。

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螺 纹车削刀具已经从全面改善车刀性能的涂层及材料等级方面所取得的共同进步中获益。此外， 在螺纹车削刀片方面，人们进行了更好的结构设计，实现了更佳的切屑控制。尽管发生了这些变化，制造工程师们倾向花很少的时间来优化螺纹加工操作，将螺纹加 工过程看成是一种无法不断取得进步的“黑匣子”。

事实上，通过工程设计方式可以提高螺纹加工过程的效率。第一步应该是理解螺纹加工中一些基本的主题。

为什么螺纹车削要求如此之高

螺纹车削的要求要高于普通车削操作。切削力一般较高，螺纹刀片的切削端部半径较小，比较薄弱。

在螺纹加工中，进给速度必须与螺纹的节距精确对应。对于节距为8螺纹/英寸（tpi）的情况，刀具必须以8转/英寸或者0.125英寸/转的进给速度前 进。与普通车削应用（其中典型的进给速度大约为0.012ipr）相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍。螺纹加工刀片刀尖处的作用力可能要高 100～1,000倍。

图2：多齿刀片，在一个系列中带有多个齿，螺纹加工效率可能会提高，但切削力较高。

承受这种作用力的端部半径一般为0.015英寸，而常规车削刀片的半径为0.032英寸。对于螺纹加工刀片，该半径受许可的螺纹形状根部半径（其大小由相 关螺纹标准规定）的严格限制。它还受所需要的切削动作限制，因为材料无法经受普通车削中的剪切过程，否则会发生螺纹变形。

切削力较高和作用力聚集范围较窄导致的结果 是：螺纹加工刀片要承受比一般车刀高得多的应力。

部分与全轮廓刀片的比较

部分轮廓刀片，有时候被称作“非加顶式”刀片，它在不给螺纹加顶或装牙顶的情况下切削螺纹沟槽。（参见图1）一把刀片可以产生一系列螺纹，直至最粗的节距－即每英寸螺纹数最少处为止-这是刀片端部半径强度许可的。

这种端部半径设计得足够小，刀片可以加工各种节距。对于小节距，端部半径会显得尺寸过小。这意味着刀片必须穿透得深一些。例如，用一把部分轮廓刀片加工一 个8tpi的螺纹需要螺纹深度为0.108英寸，而用完全轮廓刀片产生的相同螺纹则只需要0.81英寸的指定深度。因此，全轮廓刀片可以产生强度更高的螺 纹。此外，全轮廓刀片加工出螺纹的操作可以少4道。

多齿刀片

多齿刀片连续地带有系列齿，任何齿在螺纹沟槽中切削的深度都要比它前面的一个齿更深。（参见图2）借助这些刀片，加工一个螺纹所需要的操作道数可以减少80%。刀具寿命要远远长于单顶尖刀片，因为最终的齿只加工某个给定螺纹一半或三分之一的
金属。

但是，由于它们存在较高的切削力，因此不提倡将这些刀片用于薄壁零件的加工-因为可能会产生颤振。此外，用这些刀片加工工件的结构必须具有足够的螺纹间隙，以便所有齿退出切削。

图3：横切进给方法的选择对螺纹加工效率有很大影响

图4：齿腹横切不产生V形切屑，而是产生类似于普通车削中的切屑。

每道进给

每道的切削深度，或者说每道进给，在螺纹加工中是非常关键的。每个相连的操作道都要啮合刀片切削刃较大部分。如果每道进给是恒定的（不推荐采用这种方式），则切削力和金属去除率从上一道到下一道会剧烈增加。

例如，在采用恒定的0.010英寸进给/道的速度加工一个60度螺纹形状时，第二道去除的材料为第一道的3倍。与随后每道操作一样，去除的金属量连续成指数上升。

为了避免这种切除量增加并维持比较现实的切削力，切深应该随着各道操作而减少。

横切进给法

至少有四种横切进给法。（参见图3）很少有人发现这些方法中某种方法对螺纹加工操作有效性的冲击到底有多大。

• 
  径向横切进给
  
• 尽 管这可能是加工螺纹最常用的方法，但确是最不提倡采用的一种方法。由 于刀具是径向进给的（与工件中心线垂直），因此金属从螺纹齿腹两侧去除，从而产生V形切屑。这种切屑很难断裂，因此切屑流动是一个问题。此外，由于刀片端 部两侧要承受较高的热和压力，因此刀具寿命通常比其他横切进给法中要短。
  
• 齿腹横切进给
  

  在 这种方法中，横切方向与螺纹齿腹之一平行，这一般意味着刀具沿30度直线进给。 切屑与普通车削中产生的类似。（参见图4。）与径向横切相比，这种方法中产生的切屑比较容易成形，并且易于从切削刃中排出，热扩散性更好。但是，在这种横 切进给法中，刀片后缘会摩擦齿腹而不会进行切削。这样会烧伤螺纹，导致表面粗糙度很差，甚至发生颤振现象。
  

• 修改的齿腹横切进给（推荐采用）
  

  这种方法与齿腹横切进给法类似，不同的是横切角度小于螺纹角度-即小于30度。这种方法保留了齿腹横切法的优点，同时又避免了刀片后缘带来的问题。291/2度的横切角一般会产生最佳结果，但在现实操作中，25～291/2度范围内的横切角都是可以接受的。
  

  图5：通过调节刀片螺旋角，如右边“倾斜”的刀片，可以平衡刀片前刃和后刃下的间隙角，这样可以产生比较均匀的磨损。

• 交替式齿腹横切进给

  这种方法沿两个螺纹齿腹交替进给，因此它采用刀片的两个齿腹来形成螺纹。这种方法可以保证较长的刀具寿命，因为使用的是刀片端部两侧。但也可能导致切屑流问题-这种问题可能影响表面粗糙度和刀具寿命。这种方法通常只用于大节距和（英制）梯形及斜四边形螺纹等。
  

间隙角补偿

某些螺纹加工刀片和刀夹系统具有这样的能力，即通过改变螺旋角而按切削的方向精确地倾斜刀片。这种特征可以加工出较高质量的螺纹，因为它可以防止刀片摩擦螺纹的齿腹。它还可以提供较长的刀具寿命，因为切削力均匀分布在切削刃的整个长度上。

没有按这种方式倾斜的刀片-让切削刃与工件中心线平行的方式-会在刀片的前刃和后刃下形成不相等的间隙角。（参见图5）特别是对比较粗的节距，这种不等性可能会引起齿腹发生摩擦。

可调式系统允许通过刀夹头定位（一般采用填隙片）而倾斜刀片的角度。精确调节会获得类似的前刃和后刃角，确保刃的磨损进展均匀。

图6：这种客户定制螺纹切削刀具被用来在一台六主轴车床上加工两个独立的螺纹，以前螺纹是一次加工一个。这里使用的刀片实际上原来是设想用于螺纹铣刀的，但却在这里用作车削刀片

微型化和专用化

现在市面上已经推出对直径大约为0.3英寸的孔进行内螺纹车削加工的转位刀片式刀具。

通过车削方式将这样的小孔加工出螺纹具有很多优点。所加工的螺纹质量通常比较高，刀片结构允许切屑流出孔而很少损伤螺纹，且可以对刀片进行分度，因此刀具成本较低。

用于这些应用场合的硬质合金的等级一般是允许以较低的表面速度进行加工的那种。对于在小孔中进行内螺纹加工，机床方面所存在的限制一般是低表面速度以外的其他问题。

人们取得的技术进步已经扩大了螺纹车刀的应用范围，而进入到小孔内螺纹车削加工就是其中一个实例。但是，尽管扩大了标准刀具的应用范围，制造厂家仍然要遇 到特定的问题，这就为定制刀具的存在创造了空间。（参见图6）与刀具供应商合作开发的特殊刀具是在针对特定作业而搜索正确螺纹加工刀具时不可忽略的一种选 项。

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（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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例1 试编制加工图1示零件的零件程序

毛坯直径为25mm，长度为50mm.

解：1、根据零件图，选用CNC车床加工，用三爪卡盘夹紧工件

2、先加工R8.5，长22.5的外圆，分粗，精加工三次，

再加工R2.5逆圆弧，

最后加工R2.5顺圆弧

3、程序原点

选为B点，

坐标为(X15，Z5)

4、刀具

外圆车刀（左偏刀）

切削用量：S800 -- 粗加工

S1000 – 精加工、圆弧加工

F1000 -- 快速定位运动

F80 -- 直线切削加工

F40 -- 圆弧加工

5、程序清单如下

N1 G71 ; mm为单位

N2 G90 ;绝对方式编程，

N3 G50 X15 Z5 ；加工起点，距编程原点距离

N4 G00 X13 Z0.5 F1000 T1 S800；快速接近工件

N5 G73 D0 3 ；粗加工, 循环3次

N6 G91 ；改用相对编程

N7 G00 X-1 Z0 F1000 T1 S800；

N8 G01 X0 Z-25.5 F80 T1 S800；

N9 G00 X0 Z25.5 F1000 ；原路退回

N10 G06;循环结束

N11 G73 D0 2 ;精加工，循环两次

N12 G00 X-1 Z0 S1000；吃刀1mm

N13 G01 X0 Z-23 F80 ；

N14 G00 X0.5 Z0 ；避开工件

N15 G00 X0 Z23 ；退回

N16 G06 ；

N17 G90 ；

N18 G00 X8.6 Z-22.4 ；快点定位

N19 G01 X8.5 Z-22.5 F100；靠近加工点

N20 G03 X10 Z-25 R2.5 CCW F40；逆圆加工

N21 G02 X12.5 Z-27.5 R2.5 CW F40 ;顺圆加工

N22 G00 X15 Z0 ；退刀

N23 G00 X15 Z5 ；退回程序原点

N24 M05 ;主轴停止

N25 M02 ;程序结束

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（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

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1. 确定工件的加工部位和具体内容

确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。

(1)工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。

(2)前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。

(3)本工序要加工的部位和具体内容。

(4)为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。

2. 确定工件的装夹方式与设计夹具

根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车 床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达4000~6000r／min)、 高夹紧力(最大推拉力为2000~8000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。还可使用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理 想的夹持精度。通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工 带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。

3. 确定加工方案

（一）确定加工方案的原则

加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。

在 数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案 时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。

（1）先粗后精

为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。

当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。

在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安 排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。

（2）先近后远

这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加 工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。

（3）先内后外

对既要加工内表面(内型、腔)，又要加工外表面的零件，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内型和内腔，后加工外表面。这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难，刀具刚性相应较差，刀尖(刃)的耐用度易受切削热影响而降低，以及在加工中清除切屑较困难等。

（4）走刀路线最短

确定走刀路线的工作重点，主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。

走刀路线泛指刀具从对刀点(或机床固定原点)开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。

在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。

优化工艺方案除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单计算。

上述原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，则需要采取灵活可变的方案。如有的工件就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。这些都有赖于编程者实际加工经验的不断积累与学习。

（二）加工路线与加工余量的关系

在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯件上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则要注意程序的灵活安排。安排一些子程序对余量过多的部位先作一定的切削加工。

（1）对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工路线

（2）分层切削时刀具的终止位置

（三）车螺纹时的主轴转速

数控车床加工螺纹时，因其传动链的改变，原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴(多为Z轴)方向位移一个螺距即可，不应受到限制。但数控车床加工螺纹时，会受到以下几方面的影响：

（1）螺纹加工程序段中指令的螺距(导程)值，相当于以进给量（mm/r）表示的进给速度F，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度(mm/min)则必定大大超过正常值；

（2）刀具在其位移的始/终，都将受到伺服驱动系统升/降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升/降频特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求；

（3）车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器(编码器)。当其主轴转速选择过高，通过编码器发出的定位脉冲(即主轴每转一周时所发出的一个基准脉冲信号)将可能因“过冲”(特别是当编码器的质量不稳定时)而导致工件螺纹产生乱扣。

因此，车螺纹时，主轴转速的确定应遵循以下几个原则：

（1）在保证生产效率和正常切削的情况下，宜选择较低的主轴转速；

（2）当螺纹加工程序段中的导入长度δ1和切出长度δ2（如图所示）考虑比较充裕，即螺纹进给距离超过图样上规定螺纹的长度较大时，可选择适当高一些的主轴转速；

（3）当编码器所规定的允许工作转速超过机床所规定主轴的最大转速时，则可选择尽量高一些的主轴转速；

（4）通常情况下，车螺纹时的主轴转速(n螺)应按其机床或数控系统说明书中规定的计算式进行确定，其计算式多为：

n螺≤n允／L(r／min) 式中n允—编码器允许的最高工作转速(r／min)；

L—工件螺纹的螺距(或导程，mm)。

4. 确定切削用量与进给量

在 编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提 高机械加工质量和产量。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最 大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。

上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。

切削速度快慢直接影响切削效率。若切削速度过小，则切削时间会加长，刀具无法发挥其功能；若切削速度太快，虽然可以缩短切削时间，但是刀具容易产生高热，影响刀具的寿命。决定切削速度的因素很多，概括起来有：

(1)刀具材料。刀具材料不同，允许的最高切削速度也不同。高速钢刀具耐高温切削速度不到50m／min，碳化物刀具耐高温切削速度可达100m／min以上，陶瓷刀具的耐高温切削速度可高达1000m／min。

(2)工件材料。工件材料硬度高低会影响刀具切削速度，同一刀具加工硬材料时切削速度应降低，而加工较软材料时，切削速度可以提高。

(3)刀具寿命。刀具使用时间(寿命)要求长，则应采用较低的切削速度。反之，可采用较高的切削速度。

(4)切削深度与进刀量。切削深度与进刀量大，切削抗力也大，切削热会增加，故切削速度应降低。

(5)刀具的形状。刀具的形状、角度的大小、刃口的锋利程度都会影响切削速度的选取。

(6)冷却液使用。机床刚性好、精度高可提高切削速度；反之，则需降低切削速度。

上述影响切削速度的诸因素中，刀具材质的影响最为主要。

切削深度主要受机床刚度的制约，在机床刚度允许的情况下，切削深度应尽可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量。这样可以减少走刀次数。

主轴转速要根据机床和刀具允许的切削速度来确定。可以用计算法或查表法来选取。

进给量f(mm／r)或进给速度F(mm／min)要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。

编 程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具耐用度，选择适合机床特点及刀具最佳耐用度的切削用量。当然也可以凭经验，采用类比法去确定切削 用量。不管用什么方法选取切削用量，都要保证刀具的耐用度能完成一个零件的加工，或保证刀具耐用度不低于一个工作班次，最小也不能低于半个班次的时间。

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一、引言

编 制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图1a所示的P点就是理论刀尖。但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀 尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是0.4—1.6之间），如图1b所示X向和Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控 制该点的运动轨迹。然而实际切削时起作用的切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。很显然假想刀尖点P与实际切削点A、B是不 同点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差。

(a) (b)
图1 圆头刀假想刀尖

二、假想刀尖的轨迹分析与偏置值计算

用 圆头车刀进行车削加工时，实际切削点A和B分别决定了X向和 Z向的加工尺寸。如图2所示，车削圆柱面或端面（它们的母线与坐标轴Z或X平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线重合；车削锥面或圆弧面（它们的母线与坐标轴 Z或X不平行）时，P点的轨迹与工件轮廓线不重合，因此下面就车削锥面和圆弧面进行讨论：

图2 刀尖圆弧半径的影响

1、加工圆锥面的误差分析与偏置值计算

如 图3a所示，假想刀尖P 点沿工件轮廓CD移动，如果按照轮廓线CD编程，用圆角车刀进行实际切削，必然产生CDD1C1的残留误差。因此，实际加工时，圆头车刀的实际切削点要移 至轮廓线CD，沿CD移动，如图3b所示，这样才能消除残留高度。这时假想刀尖的轨迹C2D2与轮廓线CD在X向相差ΔX，Z向相差ΔZ。设刀具的半径为 r，可以求出：

图3 圆头车刀加工圆锥面

2、加工圆弧面的误差分析与偏置值计算

圆 头车刀加工圆弧面和加工 圆锥面基本相似。如图4是加工1/4凸凹圆弧，CD为工件轮廓线，O点为圆心，半径为R，刀具与圆弧轮廓起点、终点的切削点分别为C和D，对应假想刀尖为 C1和D1。对图4a所示凸圆弧加工情况，圆弧C1D1为假想刀尖轨迹，O1点为圆心，半径为（R+r）；对图4b所示凹圆弧加工情况，圆弧C2D2为假 想刀尖轨迹，其圆心是O2点，半径为（R-r）。如果按假想刀尖轨迹编程，则要以图中所示的圆弧C1D1或C2D2（虚线）有关参数进行程序编制。

图4 圆头车刀加工90°凸凹圆弧

三、刀尖圆角半径补偿方法

现 代数控系统一般都有刀具圆角半径补偿器，具有刀尖圆弧半径补偿功能（即G41左补偿和G42右补偿功能），对于这类数控车床，编程员可直接根据零件轮廓形 状进行编程，编程时可假设刀具圆角半径为零，在数控加工前必须在数控机床上的相应刀具补偿号输入刀具圆弧半径值，加工过程中，数控系统根据加工程序和刀具 圆弧半径自动计算假想刀尖轨迹，进行刀具圆角半径补偿，完成零件的加工。刀具半径变化时，不需修改加工程序，只需修改相应刀号补偿号刀具圆弧半径值即可。 需要注意的是：有些具有G41、G42功能的数控系统，除了输入刀头圆角半径外，还应输入假想刀尖相对于圆头刀中心的位置，这是由于内、外圆车刀或左、右 偏刀的刀尖位置不同。

当数控车床的数控系统具有刀具长度补偿器时，直接根据零件轮廓形状进行编程，加工前在机床的刀具长度补偿器输入上述的ΔX和ΔZ的值，在加工时调用相应刀具的补偿号即可。

对 于有些不具备补偿功能经济型数控系统的车床可直接按照假想刀尖的轨迹进行编程，即在编程时给出假想刀尖的轨迹，如图3b和图4所示的虚线轨迹进行编程。如 果采用手工编程计算相当复杂，通常可利用计算机绘图软件（如AutoCAD、CAXA电子图版等）先画出工件轮廓，再根据刀尖圆角半径大小绘制相应假想刀 尖轨迹，通过软件查出有关点的坐标来进行编程；对于较复杂的工件也可以利用计算机辅助编程（CAM），如用CAXA数控车软件进行编程时，刀尖半径补偿有 两种方式：编程时考虑半径补偿和由机床进行半径补偿，对于有些不具备补偿功能数控系统应该采用编程时考虑半径补偿，根据给出的刀尖半径和零件轮廓会自动计 算出假想刀尖轨迹，通过软件后置处理生成假想刀尖轨迹的加工程序。对于这类数控系统当刀具磨损、重磨、或更换新刀具而使刀尖半径变化时，需要重新计算假想 刀尖轨迹，并修改加工程序，既复杂烦琐，又不易保证加工精度。

四、结束语

以上通过车刀刀尖半径对加工工件的影响的分析可知，要保证零件加工精度，在数控加工尤其精加工一定要进行车刀刀尖半径补偿。由于目前数控系统的功能参差不齐，针对不同类型数控系统，在实际应用中采取方法也不同，有些在编程时就要考虑半径补偿，有些可在机床中进行半径补偿。

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